Shader Tools Qt XML-ph-0000@deepl.internal 概述

QtShader Tools 模块基于Khronos SPIR-V 网站所述的 SPIR-V 开源生态系统。编译为 SPIR-V 时使用glslang，而转换和反射则通过SPIRV-Cross 实现。

为了在 Qt 应用程序和库中实现“一次编写，多处使用”的着色器代码，所有着色器均应使用单一语言编写，随后编译为 SPIR-V。目前，该着色语言是与 Vulkan 兼容的 GLSL。这与 Qt 5.x 中采用的 OpenGL 风格 GLSL 有所不同。 有关差异的概述，请参阅GL_KHR_vulkan_glsl规范。

随后，通过转换 SPIR-V 字节码并结合反射信息（输入、输出、着色器资源），生成其他着色语言（如 GLSL、HLSL 和 Metal 着色语言）的源代码。 特别是对于 GLSL，这还涉及生成多种变体，即适用于不同 GLSL 版本（如 GLSL ES 100、GLSL ES 300 以及 GLSL 120 和 150）的源代码。随后，这些内容会被打包到可序列化的 `QShader ` 容器对象中，通常以 `.qsb ` 文件的形式存储在磁盘上。 Qt渲染硬件接口会直接使用QShader 实例，并根据运行时所使用的图形API，选择最合适的着色器源代码或字节码。QShader 对象通常是从应用程序或Qt自身在Qt资源系统中随附的.qsb 文件中反序列化而来的。

某些平台提供了将着色器源代码编译为类似 SPIR-V 的中间格式的选项。这需要运行特定的平台工具。对于 Direct 3D，qsb 工具提供了一项功能：在生成 HLSL 源代码后，可调用Windows SDK 中的 fxc 工具。 随后，它会将 HLSL 源代码替换为由fxc 生成的DXBC 二进制文件。这可以提升应用程序的运行时性能，因为应用程序不再需要自行执行第一阶段的编译（HLSL 源代码到 DXBC）。对于 macOS 和 iOS，XCode SDK 提供了类似的工具。 这种方法的缺点是，这些工具只能在各自的平台上运行。因此，最适合将其与 qsb 的 CMake 集成结合使用，因为在应用程序构建时进行着色器条件处理，隐含地需要了解目标平台以及可以调用的平台特定工具。

下图描述了调用 `qsb ` 工具时的步骤：

Qt着色器条件处理系统的主要组件包括：

• qsb 命令行工具
• qsb 工具的 CMake 集成
• QShader （QtGui 模块的一部分）
• QShaderBaker （该模块的一部分，相当于qsb 工具的库版本）

典型用法Qt Quick

应用程序开发人员通常在包含以下任一类型的Qt Quick 场景中处理自定义着色器代码：

• ShaderEffect 项目
• QQuickItem 子类，这些子类将场景图节点与通过继承QSGMaterial 构建的自定义材质结合使用。

例如，请看以下 QML 代码片段：

ShaderEffect {
    width: 100; height: 100
    fragmentShader: "myeffect.frag.qsb"
}

此处的fragmentShader URL指向相对于.qml 文件所在位置的.qsb 文件。应用程序应将myeffect.frag.qsb 文件与.qml 文件一同发布。若要从Vulkan风格的GLSL源代码（该源代码本身无需随应用程序发布）生成该文件，应用程序必须直接或通过CMake使用qsb 工具。

典型用法：Qt Quick 3D

Qt Quick 3D 直接使用Shader Tools 模块在运行时执行着色器条件处理。 此外，它还提供了在构建时预生成材质着色器的解决方案，以应对运行时依赖着色器编译器及其他工具的情况（这种情况通常被视为不理想）。无论哪种情况，开发人员都不需要直接操作qsb 工具，因为该工具已被Qt Quick 3D 自身的框架和工具所封装。